Авторский вариант. Впервые опубликовано в «Бизнес-журнале» №1/2014
1.01.2014

Атака дронов

Обмолвившись недавно, что в будущем его компания станет доставлять товары при помощи миниатюрных автоматических летательных аппаратов — «дронов» — Джефф Безос, глава Amazon.com, сам того не ведая дал характеристику целой новой отрасли высоких технологий. Дроны словно бы выросли из детских игрушек, фантастически выгодны и должны появиться над нашими головами вот-вот (но не настолько скоро, чтобы можно было сказать: завтра!). Наконец, они достаточно просты и дёшевы, чтобы быть в досягаемости стартапов и даже отдельных энтузиастов. Что удивляться, что деловая пресса теперь сходит по ним с ума, провозгласив одним из самых горячих трендов современности?

Дрон — формально — всего лишь синоним для слова «робот», то есть термин в значительной степени условный, надуманный. Примеры «настоящих» дронов-роботов можно найти во всех трёх стихиях. В воздухе это знаменитый GlobalHawk и ему подобные, выполняющие разведывательные миссии и наносящие огневые удары по целям в любой точке земного шара. На земле — экспериментальные полувоенные аппараты вроде RHex от Boston Dynamics (только что приобретённой Google) или совершенно мирные роботы-кладовщики от Kiva Systems (не так давно приобретённой Amazon). Под водой и на ней это аппараты компании Saildrone, один из которых, питаясь энергией ветра, нынче осенью переплыл половину Тихого океана, или «робочерепаха» U-CAT, созданная для изучения подводных объектов вроде затонувших кораблей.

Всё это примеры дронов способных функционировать абсолютно самостоятельно, без вмешательства человека. Однако так уж повелось, что чаще «дронами» называют аппараты, во-первых, автоматизированные лишь частично (они не принимают решения сами, а подчиняются командам оператора, передаваемым по радио), и во-вторых, покоряющие не сушу или океан, а воздушные просторы (drone — англ. трутень; на русский его было бы правильней всего переводить термином БПЛА — беспилотный летательный аппарат). Кроме того, у дронов в понимании обывателя и популярной прессы есть ещё одно подразумеваемое свойство, а именно дешевизна: говоря «дрон» чаще всего имеют в виду конструкцию, значительно менее дорогую, нежели классический робот.

Дроны — отнюдь не изобретение XXI века. Аппараты, формально подпадающие под это определение, пытались эксплуатировать ещё в середине XIX столетия (тогда это были воздушные шары со взрывчаткой), более или менее успешно применяли во Вторую мировую (для разведки, обмана противника, тренировки ПВО; на одной из ранних своих фотографий Мэрилин Монро запечатлена во время работы на заводе компании Radioplane, производившей дроны-мишени), настоящий же успех и признание пришли к ним с войной во Вьетнаме. Однако всё это дорогостоящие военные игрушки. Лишь в последние десять лет стремительное удешевление и продолжающаяся миниатюризация электроники сделали возможным постройку дронов по-настоящему дешёвых и компактных для применения в быту и бизнесе.

Благодарить следует индустрию мобильных устройств — смартфонов, планшетных компьютеров — сумасшедшие темпы которой сбили цену на сложную микроэлектронику вроде мобильных микропроцессоров, GPS-приёмников, цифровых компасов, пространственных сенсоров. Сегодня электронная начинка дрона — его «мозги» — стоит подчас дешевле механической части (моторчиков, винтов, каркаса). А программное обеспечение может не стоить ничего вообще: к примеру, в рамках проекта Ardupilot энтузиасты разрабатывают свободный (читайте: бесплатный, доступный для модификации) софт для управления небольшими автономными летательными и колёсными дронами, воспользоваться которым могут все желающие.

Святая простота

Конечно, армия (по крайней мере в США и Китае) с её почти неограниченным бюджетом по-прежнему лидирует в перспективных дрон-разработках. Для военных дронов большие высоты и глубины, быстрая двусторонняя связь на сверхдальние расстояния, высокая автономность — задачи решённые (вспомните тот же GlobalHawk или MQ-9 Reaper). На очереди — новые свершения: в 2013 году мир увидел первого боевого дрона, способного самостоятельно взлетать с палубы корабля (X-47B), и первого дрона, маскирующегося под живое существо — «птицу-шпион» Maveric от Prioria Robotics. Но и массовая промышленность — и здесь опять лидируют американцы и китайцы — тоже не отстаёт, полируя образ дрона для домашнего применения и бизнеса. Типичными представителями «бытовых» дронов являются, например, IRIS от американской компании 3D Robotics или французский (и легко узнаваемый по своей оригинальной форме) Parrot AR.Drone 2.0. Давайте рассмотрим их подробней.

Среднестатистический бытовой дрон — это прежде всего простота управления (оператор контролирует его со смартфона или планшетки через Wi-Fi, принципы и органы управления понятны даже неспециалисту) и небольшие размеры (редко превышают метр в поперечнике, вес около килограмма). При этом он весьма самостоятелен: на бортовом компьютере работает самый настоящий автопилот, ответственный за взлёт и посадку, удерживающий высоту, способный идти заданным маршрутом по GPS. Бытовые дроны нередко способны распознавать препятствия с помощью встроенной видеокамеры и даже автоматически строить объёмную цифровую модель облетаемых объектов. Правда, в воздух они поднимают лишь пару килограмм полезной нагрузки (на высоту минимум в сотню метров), работают от одного заряда аккумулятора лишь четверть часа, зато и стоят меньше тысячи долларов. Сколько подобных аппаратов продано только за последние пару лет — никто сосчитать не берётся: речь идёт минимум о сотнях тысяч экземпляров, а скорее всего и миллионах.

Бытовой дрон редко имеет форму самолёта или вертолёта. Чаще всего это так называемый мультикоптер — конструкция с четырьмя, шестью или даже восемью винтами (соответственно квадрокоптер, гексакоптер и октокоптер). На первый взгляд решение странное: менее устойчивое в пространстве, сложное в управлении, более энергозатратное. Однако у него есть преимущество, которое — при таких размерах — перекрывает все недостатки: мультикоптер чрезвычайно прост механически! Чтобы поменять курс или положение, ему нет необходимости наклонять винты под углом к горизонту (как вертолёту), достаточно изменить скорость вращения некоторых из них. Аэродинамика же и вовсе не играет почти никакой роли. Главное — это управляющая электроника, на которую ложится забота о стабилизации аппарата в пространстве. Конструкторы дронов шутят даже, что можно примотать четыре моторчика к крестовине из первых попавшихся палок, и она отлично полетит — работали бы «мозги»!

Чем больше винтов и больше их размеры, тем более тяжёлый груз способен поднять мультикоптер. Этим, кстати, и отличаются коммерческие дроны (для бизнеса) от чисто бытовых (для индивидуального пользования): размах «крыльев» первых превышает метр, они дольше находятся в воздухе и стоят на порядок дороже — несколько тысяч или даже десятков тысяч долларов. Впрочем, и нагружают их более дорогостоящим грузом — например, аппараты от IsisCopter или Precision Aerial Filmworks предназначены для несения профессиональной кинокамеры. Однако сравнительная дороговизна — не главная причина, по которой вам, вероятно, редко доводится слышать о коммерческих дронах: тому есть другое, неожиданное, объяснение и мы поговорим о нём чуть позже.

Требуется дрон

Итак, бытовые дроны дёшевы, чрезвычайно компактны и просты в обращении. Всё это превращает их в уникальный инструмент для множества задач — причём задач «приземлённых», имеющих непосредственный, практический смысл для миллионов и миллиардов человек. Чем плохо, скажем, сельское хозяйство?

Эксперты не стесняясь называют земледелие одним из самых перспективных направлений для дронов. Фермеры в Соединённых Штатах, Бразилии, Японии, европейских странах могут и уже собирают информацию о состоянии посевных площадей с помощью аппаратов подобных упомянутому выше Parrot AR. Вместо медленного контроля с земли или весьма дорогостоящей аренды классических летательных аппаратов, фермеры теперь оценивают степень зрелости, необходимость полива, обнаруживают очаги заболеваний дронами. И не сегодня завтра станут применять их для разгона птиц, сева, внесения удобрений и гербицидов. Дроны обещают совершить настоящую агрокультурную революцию, ибо несопоставимо дёшевы по сравнению даже с малой авиацией, а «работать» могут с недостижимой ранее точностью, вплоть до обработки отдельных кустов.

Так же крепко уцепились за дроны кинематографисты, фотографы, рекламные агентства, телевизонщики, риэлторы. Навесив даже на обычный бытовой дрон хорошую камеру, можно получить необычайно качественный «вид сверху». Дрон способен лететь чрезвычайно низко, максимально медленно, и всегда даёт чёткую картинку — в отличие от вибрирующего вертолёта. Со всеми электронными потрохами он стоит столько, сколько обычно просят всего за один час аренды геликоптера, при этом теоретически способен забираться на такую же высоту (в несколько километров). Вот почему дроны всё чаще применяют для наблюдений там, где раньше приходилось прибегать к услугам вертолёта или самолёта: при съёмках рекламных роликов и спортивных мероприятий, телешоу и художественных панорам, картографирования местности и в спасательных операциях.

Потенциал дрона как наблюдателя отнюдь не исчерпан и даже не изучен до конца. Сегодня десятки научных коллективов по всему миру экспериментируют с микродронами: примерами таких аппаратов могут служить DelFly и Robobee. Они весят буквально пару десятков грамм, летают подобно стрекозам или бабочкам, используя машущие крылья из тончайшей плёнки. При этом у них может быть стереоскопическое «зрение» и достаточно «мозгов», чтобы обнаруживать и облетать препятствия, и вообще оценивать ситуацию с пользой для человека. Когда они выпорхнут из лабораторий, пара-тройка микродронов смогут взять на себя задачу охраны помещения. А микродронный рой — десятки и сотни аппаратов — выпущенный, к примеру, над зоной стихийного бедствия, окажет бесценную помощь спасателям — составив карту ландшафта после землетрясения или наводнения, отыскав выживших, наметив точки, где под завалами, вероятно, остались люди. На этом пути возникает множество интересных технических препятствий (преодоление ветра, дождя, координация действий микродронов), но учёные исполнены оптимизма.

Вместе с тем дроны способны не только пассивно наблюдать. Уже сегодня таскающие груз в пару-тройку килограмм, они в состоянии совершить революцию в интернет-торговле, а точнее в индустрии доставки товаров. Сегодня даже ради такой мелочи, как пицца, приходится гонять автомобиль — тогда как компактные, неприхотливые автоматические мультикоптеры уже способны взять такую работу на себя. На что и нацеливается упомянутый в самом начале Джефф Безос: придуманная им служба доставки Amazon Prime Air способна сократить срок получения заказа от суток до десятков минут, а стоимость доставки от нескольких долларов чуть не до нуля! Всё просто: после того как клиент совершил покупку в интернет-магазине, октокоптер забирает нужную упаковку со склада и спустя полчаса мягко опускает её на лужайку перед домом заказчика.

Безос приводит потрясающую цифру: оказывается, больше четырёх из каждых пяти покупок, совершённых в Amazon, вписываются в тот самый, посильный дронам, заветный вес до трёх килограмм. Представьте себе, как великое искушение — не только для Amazon, но и вообще для любого бизнеса, имеющего дело с отправкой мелких пакетов!

Но препятствия, конечно, будут. Что если дрон запутается в ветвях или проводах по пути? Будет опрокинут порывом ветра? Внезапно кончится заряд аккумулятора или откажет один из моторчиков? Подстерегут хулиганы с рогаткой или завистливый сосед? Что если, не дай бог, он налетит на человека? Это и многое другое предстоит продумать и решить компаниям, надеющимся эксплуатировать дроны в бизнесе.

Разрешение на взлёт

Как и для всякого сложного продукта, эксплуатация дронов связана с целым рядом специфических проблем. Проблемы механики и электроники проще всего перечислить, но в данном случае они играют сравнительно малую роль. Да, действительно, дроны всё ещё слишком неустойчивы в полёте (неожиданный толчок легко перевернёт любой из них), не умеют или с трудом распознают препятствия. Ёмкость аккумуляторной батареи обычно слишком мала, а затраты энергии на маневрирование у мультикоптеров пока слишком велики. Однако над каждым из этих пунктов работают тысячи светлых голов и уже в ближайшие годы дрон-индустрия несомненно значительно продвинется. Куда хуже обстоят дела с социальными аспектами применения дронов.

Вообразите, что посланец Amazon Prime Air, общим весом килограммов в пять, совершая очередной рейс вдруг падает с высоты в сотню метров (подальше от хулиганов!) на многолюдную городскую улицу. Или, не приведи господи, сбивается с пути и всасывается турбиной взлетающего авиалайнера. Два этих примера уже достаточны, чтобы понять, почему коммерческая эксплуатация дронов в полном объёме до сих пор не разрешена ни в одной стране мира — и не будет разрешена, пока регулирующие органы не определятся с требованиями к производителям и пользователям дронов.

Сегодня в США и Европе действуют приблизительно одинаковые правила, определяющие эксплуатацию бытовых дронов: пока они не летают выше сотни метров, находятся в прямой видимости оператора и подальше от общественных мест, официального разрешения на полёт не требуется. Но нарушение любого из перечисленных пунктов чревато огромными штрафами: «добро» на ограниченную эксплуатацию дронов дальнего действия получают только государственные ведомства и учёные, бизнесу вход сюда пока закрыт. И нет уверенности, что удастся обойтись требованиями только лишь к производителям дронов — и не требовать, например, проверки знаний у пользователей (а ну как заставят получать лицензию пилота?).

В Соединённых Штатах вопрос этот находится в ведении Федерального управления гражданской авиации (FAA). Ранее ожидалось, что оно разродится сводом правил уже к 2015 году, но теперь большинство аналитиков сходятся во мнении, что процесс значительно затянется, возможно даже до конца десятилетия, и пройдёт в несколько этапов (на первом дроны пустят в малонаселённые районы, потом только в города). И всё это время коммерческое применение дронов будет оставаться в «серой зоне»: формального запрета нет, но и разрешения тоже никто не давал!

Официальное одобрение дронов регуляторами в развитых странах значит очень много. Эксперты утверждают, что в следующие десять лет после того как FAA даст зелёный свет коммерческим дронам, дрон-индустрия США создаст 100 тысяч рабочих мест и принесёт экономике страны десятки миллиардов долларов. Пока же такого разрешения нет, предприниматели выкручиваются как могут. Инвесторы вкладываются в разработку не самих дронов, а программного обеспечения для них (его называют airware, по аналогии с software). Бизнесмены, применяющие дроны, максимально страхуют риски для имущества и жизни. Наконец, производители коммерческих дронов тоже трудятся, но — втихую, стараясь не привлекать внимания правоохранительных органов. Именно этим объясняется кажущееся отсутствие дронов для бизнеса на прилавках: способные находиться в воздухе хотя бы час, нести значительную нагрузку (десятки килограмм), более устойчивые и неприхотливые к капризам погоды, они конечно же конструируются и продаются или арендуются, но цены не оглашаются, услуги предоставляются «как бы бесплатно» (за «пожертвования», которые и являются оплатой). К слову, даже нашумевший демо-ролик Amazon Prime Air снимался не в США, а в неназванном месте за пределами американской юрисдикции.

Пока Соединённые Штаты раскачиваются, их могут обойти более расторопные участники дрон-рынка. Amazon не единственная из американских компаний, мечтающих о доставке грузов дронами: свои эксперименты ведут, к примеру, UPS и Google. Но тем временем в Австралии уже переходят от опытов к делу: в следующем году стартап Flirtey обещает начать доставку книг дронами из интернет-магазина Zookal. Технология уже отработана, время получения заказа от нескольких минут, стоимость же доставки уменьшается (по сравнению с традиционной почтой) на порядок. В списке особо перспективных стран для коммерческих дронов фигурируют также Япония, Германия, Бразилия.

Плохо то, что расторопность чиновников не делает дроны менее опасными. Скажем, небольшие размеры превращают их в идеальный инструмент для доставки мелких грузов не только на полях или в интернет-магазинах, а и через государственную границу, на любую территорию ограниченного доступа (тюрьмы, спецучреждения, публичные мероприятия). В США уже ловили дроны, возившие контрабанду. А в Германии нынче осенью оппоненты Ангелы Меркель сумели провести дрон над толпой почти к её голове. Приближающаяся «игрушка» заставила Меркель улыбнуться, но что если вместо видеокамеры там оказалась бы взрывчатка или пистолет? Наконец, что будете делать лично вы, если вдруг обнаружите чей-то дрон, подглядывающий в окно вашей спальни?

Ничего удивительного, что военные (США, Иран, Китай) уже отрабатывают методы противодействия: сбивают лазером, уводят с курса радиопомехами. А энтузиасты бредят индивидуальными средствами обнаружения и уничтожения дронов. Минимум одно такое решение — DroneShield, распознающее тип приближающегося дрона по производимому им звуку — уже профинансировано краудфандинговой кампанией и реализовано в виде продукта (варианты использования включают, например, предотвращение атаки папарацци). Завтра кто-нибудь соберёт и гауссову пушку, автоматически наводящуюся на попавший в поле зрения дрон!

Избежать эскалации здесь поможет только разработка правил обращения с дронами, чем и занимается та же FAA. Но даже правила не решат проблемы вмешательства злоумышленников. Дрон, как и любое цифровое устройство, может быть «взломан», после чего управление им переходит от владельца к взломщику. Как это может выглядеть в действительности недавно продемонстрировал известный «белый хакер» Сэми Камкар: с помощью работающего на ноутбуке набора программ, который он назвал SkyJack, можно перехватить управление оказавшимся поблизости дроном типа Parrot AR. Честно говоря, Камкар поступил даже интересней: он сконстриуировал дрона-перехватчика, который «зомбирует» невинные дроны в зоне его действия.

Что делать с взломанным дроном? Можно просто украсть. А можно и направить на толпу людей, к примеру, тут уж всё зависит от фантазии человека, организовавшего атаку. И не нужно думать, что проблеме этой подвержена только какая-то одна модель: американские военные уже сталкивались и с вирусным заражением центра управления дронами, и с перехватом видеосигнала дронов повстанцами в арабских странах, а один дрон, якобы, даже увёл Иран. Так что вопрос информационной защищённости бытовых, коммерческих и военных дронов будет стоять на повестке дня всегда, как стабильно стоит он для персональных компьютеров. В лучшем случае мы можем надеяться усложнить взломщикам задачу.

И было бы наивным полагать, что на этом сюрпризы закончатся. Как любая революционная технология, дроны раскрывают свой потенциал постепенно, по мере проникновения в жизнь и бизнес. Что-то, конечно, окажется полезным, что-то покажется вредным, но наверняка обнаружатся и такие аспекты, классифицировать которые будет сложно. С одним из таких необычных побочных свойств столкнулись сейчас сторонники дрон-транспортировки мелких грузов: оказывается, конструируя дроны, необходимо учитывать фактор живой природы!

Мы — как венец эволюции — привыкли игнорировать окружающих нас «братьев меньших». Ну какое может быть дело курьеру интернет-магазина, доставляющему новенький телефон, до стрекочущей под крышей дома сороки? Но всё меняется, когда вместо себя мы отправляем дронов. Их небольшие размеры и активность смущают птиц — и начинаются проблемы! Нападения птиц на бытовые дроны (с плачевными последствиями для последних) — не выдумка, не преувеличение: особенно в период гнездования пернатые представляют реальную опасность для электронных посланцев. Смешно? Пожалуй. Но и решение пока не найдено!


дрон,авиация,океан,Amazon_Prime_Air,Parrot_AR,DJI,право,закон,DelFly,Robobee,GlobalHawk,терроризм,цифровой_рычаг




Евгений Золотов, 1999-2018. Личный архив. Некоторые права защищены